[发明专利]一种移动机器人快速视觉定位方法

说明书

本发明公开了一种移动机器人快速视觉定位方法，主要采用CCD传感模块、图像处理模块和位置信息解算模块三个模块，算法基本流程为由尺寸特征与对象的最小分辨尺寸确定下采样率，而后对图像进行下采样，对下采样后的图像进行图像处理得到对象的坐标，根据对象坐标和下采样率确定对象在源图像中所处区域，然后对源图像该区域进行图像分割和特征提取，由此将一幅高分辨率的图像处理转变为两幅低分辨率的图像处理，在保证视觉定位精度的基础上大大减少图像处理的工作量和时间，本发明可以很好地满足视觉图像处理的实时性要求。

技术领域

本发明涉及智能机器人领域，尤其是一种移动机器人快速视觉定位方法。

背景技术

移动机器人是人工智能技术的载体，在民用物料搬运、火山海底探险、智能清洁等民用领域及均值侦察、扫雷排险、防核化污染等军事领域都具有广阔的应用前景。自定位是移动机器人的基本要求。视觉定位技术是机器人自定位技术的一个主要发展方向。然而随着CCD传感器的发展及自定位要求的提高，待处理图像的分辨率越来越高，传统图像处理方法所需时间大大增加，严重影响了移动机器人视觉定位技术的实时性。

发明内容

本发明提供了一种移动机器人快速视觉定位技术，能很好地解决现有技术的不足，大大缩短图像处理的时间，有效提高图像处理效率，满足视觉定位实时性的要求。

一种移动机器人快速视觉定位方法，主要采用三个模块，

A、CCD传感模块，用于采集环境图像并向图像处理模块传送采集到的图像，

B、图像处理模块，用于接收CCD传感模块传送的图像并进行图像处理提取图像的特征信息用于解算机器人的位置信息，同时提取对象尺寸特征用于下一幅图像的处理，

C、位置信息解算模块，用于接收图像处理模块的图像特征信息并解算出机器人的位置信息；方法步骤如下：

1)通过CCD传感模块连续采集环境图像并传送给图像处理模块，执行步骤2)；

2)若当前为视频第一帧图像，执行步骤3)，否则执行步骤4)；

3)图像处理模块对接收到的图像进行处理，而后提取图像的特征信息传送给位置信息解算模块用于解算机器人位置信息，同时提取对象尺寸特征用于下一幅图像的处理，执行步骤5)；

4)根据对象尺寸特征和最小分辨尺寸确定图像的下采样率并对源图像进行下采样，对下采样后的图像进行图像处理得到对象坐标，根据对象坐标和下采样率确定对象在源图像中的区域，对源图像的该区域进行图像处理，提取图像的特征信息传送给位置信息解算模块用于解算机器人位置信息，同时提取对象尺寸特征用于下一幅图像的处理，执行步骤5)；

5)位置解算模块接收图像处理模块传送的特征信息，解算出移动机器人的位置信息，执行步骤2)。

步骤4)所述的下采样算法如下：

图像分辨率为a*b，由上一幅图像处理得到的对象尺寸特征为c，最小分辨尺寸为d，则下采样率为d²/c²，下采样后图像分辨率为a*b*(c/d)^{^2}，即每(d/c)^{^2}个点中采样一个点组成新的图像。

步骤4)所述的对象坐标特指对象的外接正方形的坐标，且外接正方形边长与图像边界平行，则外接正方形相对的两个顶点坐标即表示该正方形的坐标，外接正方形两个相对顶点坐标分别为(x₁，y₁)和(x₂，y₂)，则对象坐标为(x₁，y₁，x₂，y₂)。

步骤4)所述的对象在源图像中的区域确定算法如下：